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JP4087590B2 - Wood type golf club head - Google Patents

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JP4087590B2
JP4087590B2 JP2001340919A JP2001340919A JP4087590B2 JP 4087590 B2 JP4087590 B2 JP 4087590B2 JP 2001340919 A JP2001340919 A JP 2001340919A JP 2001340919 A JP2001340919 A JP 2001340919A JP 4087590 B2 JP4087590 B2 JP 4087590B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐久性を損ねることなく反発性能を向上しうるウッド型ゴルフクラブヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、ウッド型ゴルフクラブヘッドにおいて、打球の飛距離を増大させるために、ボールとの衝突時の反発性能を高めることが提案されている。具体的には、フェース部の材料を改良する方法、或いはフェース部の各部の厚さを設計する方法など(より具体的にはフェース部を薄くすること)が知られている。
【0003】
ところが、フェース部の厚さを均一に薄くすると、フェース部そのものの強度が低下し耐久性能が著しく悪化するという問題がある。このような不具合を改善するために、ボールが頻繁に衝突するフェース部の中央領域を厚くし、ボールとの衝突機会が少ない周辺領域を薄くすることによって、強度の低下を招くことなく高い反発性能を発揮させることが例えば特許第3064905号等により提案されている。
【0004】
しかしながら、従来の提案では、いずれも具体的なフェース部の厚さ、形状等について詳細な示唆が無い。また発明者らは、鋭意研究の結果、フェース部材の材料及びその加工工程を見直すことによって、さらにヘッドの反発性能と耐久性とをバランス良く向上しうることを見出した。
【0005】
以上のように、本発明は、フェース部の形状、厚さ等を具体的に限定することを基本として、耐久性を損ねることなく反発性能を向上しうるウッド型ゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項1記載の発明は、ボールを打球するフェース面を有するフェース部材と、このフェース部材を固着しかつシャフトが装着されるネック部を一体に具えしかもロストワックス精密鋳造法によって一体成形されるヘッド本体とからなる2ピース構造のゴルフクラブヘッドであって、
前記フェース部材は、前記フェース面を形成する基部と、この基部の裏面からヘッド後方にのびる延長部とを有する椀状をなし、
前記延長部は、クラウン部の一部を形成するクラウン部側の延長部と、ソール部の一部を形成するソール部側の延長部と、サイド部のトウ側部分の一部を形成するトウ側の延長部と、前記サイド部5のヒール側部分の一部を形成するヒール側の延長部とを含むとともに
前記クラウン部側の延長部は前記ヘッド本体の前記ネック部が嵌まり合う凹部を具え
かつ規定のライ角、フェース角で水平面に載置した基準状態において、前記フェース面の垂直方向の最大長さであるフェース高さが40〜60mm、かつ前記フェース面の水平方向の最大長さであるフェース巾が70〜110mmであり、
しかも前記基部は、前記フェース高さ及びフェース巾の各中間位置が交差するフェース中心を含みかつ厚さが2.5〜2.9mmである中央厚肉部と、この中央厚肉部を囲む環状をなしかつ厚さが1.9〜2.3mmである周辺薄肉部とを含むとともに、
前記フェース中心を通る垂直断面において、前記中央厚肉部の長さが10〜30mmかつ前記周辺薄肉部の長さが基部の端縁から3〜10mmであり、
しかも前記フェース中心を通る水平断面において、前記中央厚肉部の長さが30〜60mmかつ前記周辺薄肉部の長さが基部の端縁から3〜20mm、
しかも前記フェース部材が、Ti−4.5Al−3V−2Mo−2Feからなり、かつ800〜880℃の温度で熱間鍛造された後、0〜100℃の温度範囲の雰囲気中で冷却された熱間鍛造品からなることにより前記基部と延長部とが一体に構成されるとともに、
前記冷却された熱間鍛造品を、再び800〜880℃の温度で熱間鍛造を行いかつ0〜100℃の温度範囲の雰囲気中で冷却する2サイクル加工を行うことを特徴とするウッド型ゴルフクラブヘッドである。
【0007】
また請求項2記載の発明は、前記中央厚肉部の厚さが2.6〜2.8mmかつ前記周辺薄肉部の厚さが1.9〜2.1mmからなるとともに、前記垂直断面において、中央厚肉部の長さが10〜24mmかつ周辺薄肉部の長さがフェース部裏面の端縁から5〜10mmであることを特徴とし、かつ請求項3記載の発明は、前記水平断面において、中央厚肉部の長さが40〜60mmかつ周辺薄肉部の長さが基部の端縁から5〜20mmであることを特徴とする。
【0008】
また請求項4記載の発明は、反発係数が0.840以上であることを特徴とする。
【0009】
なお前記「反発係数」は、U.S.G.A.の Procedure for Measureing the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Revision 2 (February 8, 1999) に基づき測定するものとする。
【0010】
具体的にはゴルフボールをボール発射装置を用いて発射し、台座上に固着することなく載置されたヘッドのフェース部のスイートスポットに衝突させ、ゴルフボールの衝突直前の入射速度Viと跳ね返り速度Voとを測定する。そして、ゴルフボールの入射速度をVi、跳ね返り速度をVo、ヘッド質量をM、ゴルフボールの平均質量をmとした場合に、次式により反発係数eを算定した。
Vo/Vi)=(eM−m)/(M+m)
なおゴルフボールの発射口からフェース部までの距離は55インチとし、ボールがヘッドのスイートスポットの位置から5 mm 以上離れない位置でかつフェース面に対して直角に衝突させる。またゴルフボールはタイトリスト社製のピナクルゴールドを使用し、ボール初速は160フィート±0.5フィートに設定する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図1は本発明の実施形態に係るウッド型ゴルフクラブヘッドの斜視図、図2はその分解斜視図、図3は基準状態の正面図、図4はその平面図をそれぞれ例示している。
【0012】
図において、ウッド型ゴルフクラブヘッド(以下、単に「ヘッド」ということがある。)1は、ボールを打撃するフェース面Fを表面とするフェース部2と、前記フェース面Fの上縁Eaに連なりかつヘッド上面をなすクラウン部3と、前記フェース面Fの下縁Ebに連なりヘッド底面をなすソール部4と、前記クラウン部3とソール部4との間をフェース面のトウ側縁Ecからヒール側縁Edまでのびヘッド側面を形成するサイド部5と、図示しないシャフトが装着されるネック部6とを具えたものが例示される。またヘッド1は、金属材料からなりかつ内部に中空部iを有する中空形状をなしている。
【0013】
本実施形態のヘッド1は、図2に分解して示すように、前記フェース面Fを有するフェース部材1Aと、このフェース部材1Aと本例では溶接により固着されて該ヘッド1を形成するヘッド本体1Bとからなり、この2つのパーツを接合することにより構成されるいわゆる2ピース構造を有する。このような2ピース構造のヘッド1は、3ピース構造のものに比して溶接箇所を減じ作業工程を削減し生産性を向上しうる他、ヘッドの諸寸法や諸角度のバラツキなどを抑制するのにも役立つため、精度の良いヘッドを提供できる。
【0014】
前記ヘッド本体1Bは、例えばクラウン部3の主要部をなすクラウン基体部14と、ソール部4の主要部をなすソール基体部15と、前記クラウン基体部14とソール基体部15との間を継ぎかつヘッド周囲をなすサイド基体部16と、前記ネック部6とを一体に具えるとともに、前面に前記フェース部材1Aが配される開口部Oを有するものが示される。開口部Oには、例えば前記フェース部材12を隙間を介して仮保持可能な爪片17などを適宜設け、両部材を溶接する際の作業性を向上しうる。なおネック部6は、筒状体を具えることにより円形のシャフト差込孔6aが内部に形成され、ヘッド1を規定のライ角に傾ける際にはこのシャフト差込孔6aの軸中心線CLを基準としうる。
【0015】
またヘッド本体1Bは、例えばアルミニウム合金、チタン、チタン合金、ステンレスなどの各種の金属材料により形成することができる。本例ではα+β型チタン合金であるTi−6Al−4Vが採用され、ロストワックス精密鋳造法によって前記各部を一体成形している。このため、ソール基体部15に対してネック部6を精度良く成形することができ、ライ角などのバラツキを減じ精度を向上するのに役立つ。
【0016】
前記フェース部材1Aは、本例では、前記フェース面Fを形成する基部7と、この基部の裏面からヘッド後方(バックフェース側)にのびる延長部9とを一体に具えて構成されている。延長部9は、例えばフェース面Fの周縁E(前記上縁Ea、下縁Eb、トウ側縁Ec及びヒール側縁Edを含めて周縁Eと称する。)から例えば7〜30mm程度の水平方向の長さDを有して終端している。
【0017】
前記基部7は、本例では前記フェース面2の実質的に全域を形成する好ましい態様をしている。また前記延長部9は、クラウン部3の一部を形成するクラウン部側の延長部9aと、ソール部4の一部を形成するソール部側の延長部9bと、サイド部5のトウ側部分の一部を形成するトウ側の延長部9cと、前記サイド部5のヒール側部分の一部を形成するヒール側の延長部9dとを含む。基部7と延長部9とは、溶接等により接合されているのではなく、熱間鍛造品からなり一体に構成されている。これにより、フェース部材1Aは、略お椀状に形成されたものを示す。なお図2から自明のように,前記クラウン部側の延長部9aには、前記フェース部材1Aのネック部側部分凹状に切り欠かれており、この凹部にヘッド本体1Bに設けたネック部6が嵌まり合う。即ち、前記ヘッド本体1Bがシャフトが装着されるネック部6を一体に具えるとともに、フェース部材1Aは、このネック部6が嵌まり合う凹部を具える。
【0018】
このようなヘッド1は、フェース面Fの周縁Eに溶接にて継ぎ合わされた溶接部が形成されない。溶接がフェース面Fの周縁Eで行われると、作業性が悪いばかりか、ヘッド1の中空部i側には研磨し得ない溶接ビード(図示省略)が残存し、その部分の厚さを増すことによる高剛性化によって、ヘッド1の反発性能を低下させる傾向がある。ヘッド1では、前記延長部9を設けたことにより、フェース部材1Aとヘッド本体部1Bとの溶接部をフェース面Fの周縁Eからヘッド後方へと遠ざけることができる。従って、これによりヘッドの反発性能の低下を抑制できる。
【0019】
上記の観点より、特に好ましくは、延長部9の前記長さDを8mm以上、さらに好ましくは10mm以上とするのが望ましい。他方、前記延長部9の長さDが大きすぎると、例えば鍛造、プレス等の塑性加工によってフェース部材12を成形するのが困難となり、生産性を低下させる傾向がある。かかる観点より、延長部9の前記長さDは30mm以下、特に好ましくは、前記下限値のいずれかとの組み合わせにおいて、25mm以下、さらに好ましくは20mm以下とするのが望ましい。
【0020】
またヘッド1は、図3、図4に示す如く、規定のライ角β、フェース角δとして水平面HPに載置した基準状態において、フェース面Fの垂直方向の最大長さであるフェース高さhが40〜60mm、かつ前記フェース面Fの水平方向の最大長さであるフェース巾Wが70〜110mmに設定されている。
【0021】
ヘッド1には予め、ライ角β、フック角δが定められる。本明細書では、ヘッド1の基準状態を、ライ角、フェース角に設定する。ヘッド1をライ角βに設定する際は、図4の如く前記シャフト差込孔6aの軸中心線CLを垂直面VP1内に配し水平面HPに対してライ角βで傾けるものとする。またフェース角δは、このライ角βを設定した後、シャフト差込孔6aの軸中心線CL周りにヘッド1を回転させフェース面の面積重心FGを通る水平な接線Nがフェース角δとなるように合わせる。またフェース巾は、図4のように、前記垂直面VP1と直角方向の長さとして測定する。
【0022】
前記フェース巾Wが70mm未満であると、ボール衝突時のたわみ量が小さくなり十分な反発性能が得られない。逆に110mmを超えると、たわみ量が大きくなり、反発性能は向上するが、フェース面Fの周縁部への負担が大きくなり耐久性能が低下するという不具合がある。より好ましくはフェース巾Wを90〜105mmとすることが望ましい。またフェース高さhが40mm未満であると、フェース巾と同様にたわみ量が小さくなるため十分な反発性能が得られない。逆に60mmを超えると、反発性能は向上させ得るが、耐久性能が低下するという不具合がある。より好ましくは前記フェース高さhを45〜55mmとすることが望ましい。
【0023】
また前記フェース巾W、フェース高さhは、いずれもフェース面Fの周縁Eを基準として測定される。該周縁Eは、実質的に稜線で特定しうる場合にはその稜線とするが、稜線が明瞭でない部分については、図5(A)に示す如く、前記スイートスポット点SSを通るフェース面Fに対する接線(図5(A)では、AないしDの4本のみを例示)Rを引くとともに、同図(B)、(C)に示すように、この各接線Rに対して45゜の角度でヘッド後方へと広がる傾斜線Uを引き、この傾斜線Uとヘッド表面とが交わる交点を連続して求めて特定することもできる。なお符号Gはヘッド重心、同Kは該ヘッド重心Gからフェース面Fに引いた法線であり、この法線Kとフェース面Fとの交点をスイートスポット点SSとして表示している。
【0024】
またフェース面Fは、前記フェース高さh、フェース巾Wの規定を満たしつつ、その表面積を3000〜5500mm2 、より好ましくは3500〜5000mm2 とするのが望ましい。前記表面積が3000mm2 未満又は5500mm2 よりも大になると、フェース面の形状がいびつ化し、反発性能と耐久性能とをバランス良く向上させることが困難な傾向がある。
【0025】
また前記基部7は、図3に示す如く、前記フェース高さh及びフェース巾Wの各中間位置P3、P2が交差するフェース中心FCを含みかつ厚さTcが2.5〜2.9mmである中央厚肉部7aと、この中央厚肉部7aを囲む環状をなしかつ厚さTeが1.9〜2.3mmである周辺薄肉部7bとを含んでいる。そして図3、図6に示すように、前記フェース中心FCを通る垂直断面VP2において、前記中央厚肉部7aの長さLc1が10〜30mmかつ前記周辺薄肉部7bの長さLe1が基部7の端縁7eから3〜10mmであり、しかも図7に示す如く、前記フェース中心FCを通る水平断面HP2において、前記中央厚肉部7aの長さLc2が30〜60mmかつ前記周辺薄肉部7bの長さLe2が基部7の端縁7eから3〜20mmに設定されている。なお図8には、前記垂直断面における基部7の厚さを示すグラフであって、横軸にフェース中心FCを基準とした高さ方向の位置、縦軸に基部の厚さが示される。同様に図9には、前記水平断面における基部の厚さを示すグラフを示している。
【0026】
本発明では、フェース面Fの大きさを上述の如く限定するとともに、この限定されたフェース面Fの形状を基に種々実験を試みその中で反発性能と耐久性とをよりバランス良く向上しうる最適な厚さ分布を見出したものである。即ち前記中央厚肉部7aは、頻繁にボールと衝突を繰り返す部分であるため、十分な強度を維持する必要があり、このためにも所定の厚さ及び所定の領域を具えていることが重要となる。他方、中央厚肉部7aの厚さが大きすぎてもまたこの中央厚肉部7aが占める領域が大きすぎても反発性能の悪化を招き、打球の飛距離を向上することが困難となる。
【0027】
そこで、本発明では中央厚肉部7aの厚さTc1を2.5〜2.9mmとするが、より好ましくは2.6〜2.8mmに設定することが望ましい。2.5mm未満では耐久性能が不足し、2.9mmを超えると反発性能が悪化するためである。本例の中央厚肉部7aは実質的に一定の厚さで形成されたものを示すが、前記数値範囲で厚さを変化させることもできる。なお基部7の厚さを測定する場合、フェース溝のない部分で行うこととする。
【0028】
また中央厚肉部7aは、本例では図3に示すように、フェース面Fの形状に沿った横長楕円状をなしており、前記垂直断面において10〜30mmの長さLc1を有することが必要であり、また前記水平断面においては30〜60mmの長さLc2を有することが必要である。中央厚肉部7aの前記長さLc1が10mm未満、又は前記長さLc2が30mm未満であると、基部7の強度が得られ難く満足のゆく耐久性能が得られない傾向があり、逆に前記長さLc1が30mmよも大、又は前記長さLc2が60mmよりも大であると、基部の剛性が大となって反発性能の向上が実現できない。好ましくは前記長さLc1を10〜24mm、さらに好ましくは14〜24mmとするのが望ましい。また好ましくは前記長さLc2を40〜60mmとするのが望ましい。なお特に限定はされないが、前記中央厚肉部7aの前記長さLc1、Lc2の比(Lc1/Lc2)は、0.25〜0.60、より好ましくは0.35〜0.50程度とするのが望ましい。
【0029】
また周辺薄肉部7bは、ボールと直接衝突する機会は少ないため中央厚肉部7aよりも薄肉化でき、しかも薄肉化によって打球時に基部7を十分に撓ませ反発性能を向上させる働きをする。このような観点より、周辺薄肉部7bは、厚さTeを1.9〜2.3mmに設定することが必要であるが、より好適には1.9〜2.1mmに設定されるのが望ましい。1.9mm未満では反発性能には優れるものの耐久性能が悪化し、逆に2.3mmを超えると、この周辺薄肉部7bが撓みにくくなり、反発性能の向上が期待できない。本例ではこの周辺薄肉部7bを実質的に一定の厚さで形成したものを例示しているが、前記数値範囲で変化するようにも構成できる。
【0030】
また周辺薄肉部7bは厚さが小であるため、その面積を大とすると耐久性を損ねやすく、逆に小さすぎても打球時にヘッドを十分に撓ませることが困難となり反発性能の向上を図ることが困難となる。このような観点より、前記垂直断面において周辺薄肉部7bの長さLe1を基部7の端縁7eから3〜10mm(端縁7eからの長さが3〜10mmを意味しており、以下同趣旨である。)とし、しかも前記水平断面において、周辺薄肉部7bの長さLe2を基部7の端縁7eから3〜20mmに設定する。
【0031】
周辺薄肉部7bの前記長さLe1又はLe2が3mm未満の場合、いずれも基部7の撓み量が減少し反発性能の向上が期待できず、逆に前記長さLe1が10mmよりも大の場合、又は前記長さLe2が20mmよりも大の場合、基部7の耐久性能が低下する傾向がある。より好ましくは周辺薄肉部7bの前記長さLe1を5〜10mmとするのが望ましい。また周辺薄肉部7bの前記長さLe2は、より好ましくは5〜20mm、さらに好ましくは10〜20mmとするのが望ましい。
【0032】
また前記周辺薄肉部7bの前記長さLe1においては、クラウン部側とソール部側とで同一としても良く、また違えることもできる。一般にクラウン部側は、ソール部側に比べて剛性が低い。従って、前記周辺薄肉部7bの長さLe1をクラウン部側とソール部側とで違えることによって、剛性をコントロールすることができ、打撃時のフェース部の変形をよりバランス良く向上することができる。
【0033】
同様に周辺薄肉部7bの前記長さLe2においては、トウ側とヒール側とで同一としても良く、また違えることもできる。一般にトウ側はヒール側に比べて剛性が低い。従って周辺薄肉部7bの前記長さLe2をトウ側とヒール側とで違えることによって、剛性をコントロールすることができ、打撃時のフェース部の変形をよりバランス良く向上することができる。
【0034】
なお前記各断面における基部7の端縁7eは、図11に拡大して示す如く、ヘッド1の中空部i側を向く内面における基部7と延長部9(図11ではクラウン部側の延長部9a)との交わり部において、延長部9側の端点X1と基部側の端点X2との間を滑らかに継ぐ継ぎ円弧Rの前記端点X2として定義する。
【0035】
なお基部7は、前記中央厚肉部7aと前記周辺薄肉部7bとの間に、フェース面Fの周縁Eに向かって厚さが滑らかにかつ連続的に漸減する環状の厚さ変化部7cを含む。このように、中央厚肉部7aと周辺薄肉部7bとの間の厚さを滑らかに変化させることによって、剛性段差が生じるのを防ぎ打球時の応力集中を抑制し、さらにフェース部2の耐久性を向上しうる。なお図10には、参考として基部7の厚さの変化を示す等高線図を示している。なお各部の厚さは重み付けした最小自乗法による近似処理を行ったものである。
【0036】
以上のような構成を具えたヘッドは、フェース部2の厚さを種々限定したことにより、耐久性能を損ねることなく反発性能を高め、打球の飛距離を向上することができる。より具体的には、反発係数が0.830以上、より好適には0.840以上、さらに好ましくは0.860〜0.870程度まで高めることができる。
【0037】
また発明者らは、さらなる研究を重ねたところ、前記フェース部材1Aについて特定の加工法を採用することによって前記効果をより高めうることを見出した。具体的には、前記フェース部材1Aに、Ti−4.5Al−3V−2Mo−2Feのチタン合金からなり、かつ800〜880℃の温度で熱間鍛造された後、室温にて冷却された熱間鍛造品を用いることが有効であることを見出した。
【0038】
このような熱間鍛造品からなるフェース部材1Aは、鋳造品に比べて結晶構造が緻密化し、強度を高める他、表面硬さを増すことができる。これはフェース面の耐久性能を悪化させる主な原因である微細なクラック等の初期割れを発生し難くし、これによって耐久性能を大幅に向上できる。
【0039】
チタン合金として、α+β型のチタン合金の1種であるTi−4.5Al−3V−2Mo−2Feを採用したのは、この材料が本発明の目的に最も合致するためである。即ち、α型チタン、例えば、純チタンを採用した場合には、引張強度が小さく打球時の衝撃力に耐えるフェース部材1Aを形成するのが困難となる。またβ型チタンを採用した場合、本例の如く延長部9を一体に有する複雑な形状のフェース部材1Aを鍛造成形する場合、比較的高い温度で一定時間保持した後、加工しなければならない場合が多く、この場合、結晶粒の粗大化、針状化が生じて強度やじん性、疲労強度が低下しやすくなるという不具合がある。なおα+β型チタン合金としては、例えばTi−6Al−4V(6−4チタン)、Ti−3Al−2.5V等も挙げられるが、前者は一般に加工性が悪く、複雑な形状のフェース部材1Aを鍛造成形する場合、900℃以上に加熱する必要があり、加工時のコストが高くなるとともに、表面酸化も促進され易く、この酸化層により疲労亀裂が生じ易いなど好ましくなく、後者のものは加工性はTi−6Al−4Vより向上するものの、材料そのものの絶対強度が不足するため好ましくない。
【0040】
また、前記熱間鍛造の温度は、鍛造時の材料自体の温度を意味する。またこの熱間鍛造時の温度が800℃よりも低くなると、Ti−4.5Al−3V−2Mo−2Feの塑性加工性が低下するため金型等の疲労が大きく生産性が悪化しやすい。逆に熱間鍛造時の温度が880℃よりも高くなると、鍛造時の表面酸化が著しくなって耐久性が低下する。また前記チタン合金のβ変態点が約890℃であるから、これよりも高い温度で加工すると、結晶組織が全てβ相に変態し、その後、冷却によってβ結晶内に針状のα結晶が析出する。β結晶は初析α結晶の50倍以上の大きさであるため、亀裂が伝播し易くなる他、疲労特性が悪化したり、材料の硬さが過度に上昇し、脆くかつ割れやすくなるなどフェース部材1Aの強度不足を招き易く本発明の意図する目的が達成できない。このような観点より、前記熱間鍛造時の温度は、より好ましくは800〜850℃、さらに好ましくは820〜830℃とするのが望ましい。
【0041】
なお熱間鍛造では、例えば板材、丸棒などの塊状の前記チタン合金材料を前記温度に加熱しかつハンマーやプレス型で打撃ないし加圧してフェース部材1Aを得る。このように鍛造により加工されたフェース部材1Aは、前記の如く鋳造に比して緻密な結晶構造が得られ、材料の強度を向上させうる点で好ましく、かつ材料に大きな塑性変形を伴わせることができるため、かかる大きな塑性変形を利用してコ字状ないし略お椀状のフェース部材1Aを容易に成形することが可能になる。特に前記チタン合金を前記温度に加熱して加工する熱間鍛造の場合には、材料の延性がより向上しさらに加工性を高めるのに役立つ。また鍛造における成形法は、例えば自由鍛、型鍛造(開放型、密閉型、或いは半密閉型を含む)、高速鍛造又は等温鍛造など各種のものを含み、素材に圧縮塑性変形を生じさせるものであれば適宜のものが採用できる。好ましくは、鍛造によって得られた素形材の表面に酸化膜(スケール)が生じにくい密閉型型鍛造法を用いるのが望ましい。
【0042】
またフェース部材1Aは、上記熱間鍛造により成形された後、室温にて冷却する必要がある。室温とは、0〜100℃の温度範囲、より好ましくは10〜50℃を意味し、熱間鍛造後、フェース部材1Aを処理炉から取り出し、前記温度雰囲気中で空冷(自然放置)する。なお熱間鍛造は、高温の処理炉内で行われ、従来では炉内に放置し徐冷していたが、この方法では材料が高温で保持されている時間が大となるため、時効効果が大きく材料硬さが大となって打球フィーリングを悪化させやすいなど好ましくない。また、水冷などの急冷も考えられるが、この方法では熱間鍛造時の残留応力が大きくなり、溶接時に歪が生じやすく形状が安定しないという不具合がある。なお空冷中に表面酸化を防止する適宜の手段を施すことも好ましい。
【0043】
また、本発明においては、上記温度で熱間鍛造を行い、しかる後、室温にて空冷するとともに、冷却後、再び800〜880℃の温度で熱間鍛造を行いかつ室温による自然冷却を行うこと、即ち2サイクルの加工を行う。複雑な形状、肉厚を精度良く加工するためには、このような2サイクルにて加工する方が、寸法精度がより向上しうる。また量産性を考慮した場合、形状や肉厚のコントロールによる良劣は、鍛造加工後の後工程での工数に影響するが、2サイクルではこの後工程での工数を削減でき、結果的に加工時間の短縮、精度向上につながる点で好ましい。
【0044】
以上本発明の実施形態について説明したが、クラウン部側の延長部9aとソール部側の延長部9bとで長さを違えることもできる。
【0045】
【実施例】
本発明の効果を確認するために表1の仕様によりのウッド型ゴルフクラブヘッド(#1:ドライバー)を試作し、各種のテストを行った。フェース部材には、Ti−4.5Al−3V−2Mo−2Fe(以後、SP700と称する。日本鋼管(株)社製のα+β型チタン合金でβ変態点890℃である。)及びTi−6Al−4V(β変態点990℃)を用いた。加工条件などは表1に示す通りとした。またヘッド本体はTi−6Al−4Vに統一し、これにTIG溶接にてフェース部材を溶接した。テスト方法は、次の通りである。
【0046】
<耐久テスト1>
各供試ヘッドにFRP製の同一のシャフトを装着しウッド型ゴルフクラブを試作するとともに、該クラブをスイングロボットに取り付け、ヘッドスピードが51m/sとなるように調節して2ピースゴルフボールを各クラブ毎に3000球づつ打撃し、フェース部が破損したときの打球数を調べた。破損しなかったものは「OK」と評価した。
【0047】
<耐久テスト2>
ヘッドスピードを54m/sとし、上記と同様のテストを行った。
【0048】
<反発係数>
前述のU.S.G.A.の Procedure for Measureing the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Revision 2 (February 8, 1999) に基づき行った。数値が大きいほど反発性能が高く良好である。
テストの結果などを表1に示す。
【0049】
【表1】

Figure 0004087590
Figure 0004087590
【0050】
テストの結果、実施例のものは比較例に比べると、強度、反発性能、フィーリングとも良好な結果を示していることが確認できた。特に熱間鍛造、空冷の処理を2階繰り返して行った実施例7、8については、非常に高い耐久性能と反発係数とを実現していることが確認し得た。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1ないし3記載の発明では、フェース面の巾、高さを限定するとともに、フェース中心を含む中央厚肉部とその外側の周辺薄肉部の厚さの分布を実験により確かめ得た最適なものとしたことによって、耐久性能を損ねることなく反発性能を向上することができる。
【0052】
また請求項1記載の発明において、フェース部材に特定のチタン合金を用いるとともに、その加工法を限定することによって、さらに反発係数と耐久性能とをバランス良く向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すヘッドの斜視図である。
【図2】その分解斜視図である。
【図3】基準状態のヘッドの正面図である。
【図4】その平面図である。
【図5】(A)〜(C)はフェース面の周縁を説明する線図である。
【図6】ヘッドのフェース中心を通る垂直断面図である。
【図7】ヘッドのフェース中心を通る水平断面図である。
【図8】垂直断面における基部の厚さを示すグラフである。
【図9】水平断面における基部の厚さを示すグラフである。
【図10】基部の厚さの等高線近似図である。
【図11】基部の端縁を説明する拡大断面図である。
【符号の説明】
1 ウッド型ゴルフクラブヘッド
1A フェース部材
1B ヘッド本体
2 フェース部
3 クラウン部
4 ソール部
5 サイド部
6 ネック
7 基部
9 延長部
9a クラウン側の延長部
9b ソール側の延長部
9c トウ側の延長部
9d ヒール側の延長部
F フェース面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wood type golf club head capable of improving resilience performance without impairing durability.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Conventionally, in a wood type golf club head, in order to increase the flight distance of a hit ball, it has been proposed to improve the resilience performance at the time of collision with a ball. Specifically, a method of improving the material of the face part, a method of designing the thickness of each part of the face part, etc. (more specifically, making the face part thinner) are known.
[0003]
However, when the thickness of the face part is uniformly reduced, there is a problem that the strength of the face part itself is lowered and the durability performance is remarkably deteriorated. In order to remedy such problems, the center area of the face part where the ball frequently collides is thickened, and the peripheral area where there is little chance of collision with the ball is thinned, so high resilience performance without causing strength reduction For example, Japanese Patent No. 3064905 proposes to exhibit the above.
[0004]
However, none of the conventional proposals has a detailed suggestion about the specific thickness, shape, etc. of the face portion. Further, as a result of intensive studies, the inventors have found that the rebound performance and durability of the head can be further improved in a well-balanced manner by reviewing the material of the face member and the processing process thereof.
[0005]
As described above, the present invention provides a wood-type golf club head capable of improving the resilience performance without impairing the durability, based on specifically limiting the shape, thickness, etc. of the face portion. It is aimed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  According to the first aspect of the present invention, a face member having a face surface for hitting a ball and a neck portion to which the face member is fixed and to which a shaft is attached are integrally provided.Moreover, it is integrally molded by the lost wax precision casting method.From the head bodyA two-piece golf club head,
  The face member has a hook shape having a base portion forming the face surface and an extension portion extending from the back surface of the base portion to the rear of the head,
  The extension includes an extension on the crown side that forms part of the crown, an extension on the sole that forms part of the sole, and a toe that forms part of the toe side of the side. A side extension portion and a heel side extension portion forming a part of the heel side portion of the side portion 5.,
  The extension part on the crown part side has a recess in which the neck part of the head body fits.,
  AndThe face height, which is the maximum length in the vertical direction of the face surface, is 40 to 60 mm and the maximum length in the horizontal direction of the face surface in a reference state in which the lie angle and face angle are placed on a horizontal plane. The face width is 70 to 110 mm,
  In addition, the base portion includes a center thick portion including a face center at which the intermediate positions of the face height and face width intersect and a thickness of 2.5 to 2.9 mm, and an annular shape surrounding the center thick portion. And a peripheral thin wall portion having a thickness of 1.9 to 2.3 mm,
  In the vertical cross section passing through the center of the face, the length of the central thick part is 10 to 30 mm, and the length of the peripheral thin part is 3 to 10 mm from the edge of the base,
  Moreover, in a horizontal cross section passing through the center of the face, the length of the central thick part is 30 to 60 mm, and the length of the peripheral thin part is 3 to 20 mm from the edge of the base,
  Moreover, the face member is made of Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe,AndAfter being hot forged at a temperature of 800 to 880 ° C. and then being formed of a hot forged product cooled in an atmosphere in a temperature range of 0 to 100 ° C., the base and the extension are configured integrally,
  The cooled hot forged product is hot-forged again at a temperature of 800 to 880 ° C. and cooled in an atmosphere of 0 to 100 ° C. for two cycles.This is a wood type golf club head.
[0007]
  In the invention according to claim 2, the thickness of the central thick part is 2.6 to 2.8 mm and the thickness of the peripheral thin part is 1.9 to 2.1 mm. The length of the central thick part is 10 to 24 mm, and the length of the peripheral thin part is 5 to 10 mm from the edge of the back face part.The invention according to claim 3 is characterized in that:In the horizontal cross section, the length of the central thick part is 40 to 60 mm and the length of the peripheral thin part is 5 to 20 mm from the edge of the base.Features.
[0008]
  AlsoClaim 4The invention is characterized in that the coefficient of restitution is 0.840 or more.The
[0009]
  Note that the “rebound coefficient” is the U.S. S. G. A. Measured in accordance with the Procedure for Measureing the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Revision 2 (February 8, 1999)The
[0010]
  Specifically, a golf ball is launched using a ball launching device, is caused to collide with a sweet spot on the face portion of the head placed without being fixed on the pedestal, and an incident velocity Vi and a rebound velocity immediately before the golf ball collides. Measure Vo. The restitution coefficient e was calculated from the following equation, where Vi was the incident speed of the golf ball, Vo was the rebound speed, M was the head mass, and m was the average mass of the golf ball.
      (Vo / Vi) = (eM−m) / (M + m)
  The distance from the golf ball launch port to the face is 55 inches, and the ball is 5 inches from the sweet spot position of the head. mm Collide with the face surface at a position that is not further away and at a right angle. The golf ball uses Titleist Pinnacle Gold, and the initial ball speed is set to 160 feet ± 0.5 feet.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a wood type golf club head according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view thereof, FIG. 3 is a front view of a reference state, and FIG.
[0012]
In the figure, a wood type golf club head (hereinafter, simply referred to as “head”) 1 is connected to a face portion 2 having a face surface F hitting a ball as a surface and an upper edge Ea of the face surface F. Further, the crown portion 3 that forms the upper surface of the head, the sole portion 4 that continues to the lower edge Eb of the face surface F and forms the bottom surface of the head, and the heel from the toe side edge Ec of the face surface between the crown portion 3 and the sole portion 4 Examples include a side portion 5 that forms the side surface of the head extending to the side edge Ed, and a neck portion 6 to which a shaft (not shown) is attached. The head 1 is made of a metal material and has a hollow shape having a hollow portion i therein.
[0013]
  As shown in an exploded view in FIG. 2, the head 1 of this embodiment includes a face member 1 </ b> A having the face surface F, and a head body that is fixed to the face member 1 </ b> A by welding in this example to form the head 1. 1B, a so-called two-piece structure constructed by joining these two partsHave.Such a two-piece structure head 1 can reduce the number of welding points and reduce work processes and improve productivity as compared with a three-piece structure head, and also suppress variations in various dimensions and angles of the head. Therefore, a highly accurate head can be provided.
[0014]
The head main body 1B includes, for example, a crown base portion 14 that forms a main portion of the crown portion 3, a sole base portion 15 that forms a main portion of the sole portion 4, and a connection between the crown base portion 14 and the sole base portion 15. In addition, the side base portion 16 that forms the periphery of the head and the neck portion 6 are integrally provided, and the front surface portion has an opening O in which the face member 1A is disposed. For example, a claw piece 17 or the like that can temporarily hold the face member 12 through a gap is appropriately provided in the opening O, and workability when welding both members can be improved. The neck portion 6 has a cylindrical body so that a circular shaft insertion hole 6a is formed therein. When the head 1 is tilted to a specified lie angle, the shaft center line CL of the shaft insertion hole 6a is formed. Can be the standard.
[0015]
  The head body 1B can be formed of various metal materials such as aluminum alloy, titanium, titanium alloy, and stainless steel. In this example, Ti-6Al-4V, which is an α + β type titanium alloy, is employed, and the respective parts are integrally formed by a lost wax precision casting method. For this reason, the neck portion 6 can be accurately formed with respect to the sole base portion 15, which is useful for reducing variations such as lie angles and improving accuracy.One.
[0016]
In this example, the face member 1A includes a base portion 7 that forms the face surface F and an extension portion 9 that extends from the back surface of the base portion to the back of the head (back face side). The extension portion 9 is, for example, about 7 to 30 mm from the periphery E of the face surface F (referred to as the periphery E including the upper edge Ea, the lower edge Eb, the toe side edge Ec, and the heel side edge Ed). It has a length D and terminates.
[0017]
  In the present example, the base portion 7 has a preferred mode of forming substantially the entire area of the face surface 2. The extension 9TheA crown portion side extension portion 9a that forms a part of the round portion 3, a sole portion side extension portion 9b that forms a portion of the sole portion 4, and a toe portion that forms a part of the toe side portion of the side portion 5. Side extension portion 9c and a heel side extension portion 9d forming a part of the heel side portion of the side portion 5. The base 7 and the extension 9 are not joined by welding or the like,From hot forgingIt is constructed integrally. Thereby, the face member 1A is formed in a substantially bowl shape.As obvious from FIG. 2, the extension 9a on the crown side isNeck portion side portion of the face member 1AButThe neck portion 6 provided in the head main body 1B fits into the recess. That is, the head main body 1B integrally includes a neck portion 6 to which a shaft is attached, and the face member 1A includes a concave portion in which the neck portion 6 is fitted.
[0018]
  In such a head 1, a welded portion joined to the peripheral edge E of the face surface F by welding is not formed. When welding is performed at the peripheral edge E of the face surface F, not only the workability is poor, but also a weld bead (not shown) that cannot be polished remains on the hollow portion i side of the head 1, and the thickness of the portion increases. There is a tendency to reduce the resilience performance of the head 1 due to high rigidity. FIn the head 1, by providing the extension portion 9, the welded portion between the face member 1A and the head main body portion 1B can be moved away from the peripheral edge E of the face surface F to the rear of the head. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the resilience performance of the head.
[0019]
From the above viewpoint, it is particularly preferable that the length D of the extension 9 is 8 mm or more, and more preferably 10 mm or more. On the other hand, if the length D of the extension portion 9 is too large, it becomes difficult to form the face member 12 by plastic working such as forging or pressing, which tends to reduce productivity. From this point of view, the length D of the extension 9 is preferably 30 mm or less, particularly preferably 25 mm or less, more preferably 20 mm or less in combination with any one of the lower limit values.
[0020]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the head 1 has a face height h that is the maximum length in the vertical direction of the face surface F in a reference state where the head 1 is placed on the horizontal plane HP with a specified lie angle β and face angle δ. Is set to 40 to 60 mm, and the face width W which is the maximum horizontal length of the face surface F is set to 70 to 110 mm.
[0021]
The head 1 has a lie angle β and a hook angle δ determined in advance. In this specification, the reference state of the head 1 is set to the lie angle and the face angle. When the head 1 is set to the lie angle β, the shaft center line CL of the shaft insertion hole 6a is arranged in the vertical plane VP1 as shown in FIG. 4 and is inclined at the lie angle β with respect to the horizontal plane HP. Further, after setting the lie angle β, the face angle δ is set such that the horizontal tangent N passing through the center of gravity FG of the face surface by rotating the head 1 around the axis center line CL of the shaft insertion hole 6a becomes the face angle δ. Fit together. The face width is measured as a length in a direction perpendicular to the vertical plane VP1 as shown in FIG.
[0022]
If the face width W is less than 70 mm, the amount of deflection at the time of ball collision becomes small, and sufficient resilience performance cannot be obtained. Conversely, if it exceeds 110 mm, the amount of deflection increases and the resilience performance improves, but there is a problem that the load on the peripheral edge of the face surface F increases and the durability performance deteriorates. More preferably, the face width W is 90 to 105 mm. On the other hand, when the face height h is less than 40 mm, the amount of deflection becomes small like the face width, so that sufficient resilience performance cannot be obtained. Conversely, if it exceeds 60 mm, the resilience performance can be improved, but there is a problem that the durability performance is lowered. More preferably, the face height h is set to 45 to 55 mm.
[0023]
  The face width W and the face height h are both measured with respect to the peripheral edge E of the face surface F. When the edge E can be substantially specified by a ridge line, the rim line is used as the ridge line. However, the portion where the ridge line is not clear is shown in FIG. 5A with respect to the face surface F passing through the sweet spot point SS. Tangent (FIG.Then, only four of A to D are illustrated.) R is drawn, and as shown in FIGS. 5B and 5C, an inclined line extending backward from the head at an angle of 45 ° with respect to each tangent line R. It is also possible to draw U and continuously determine the intersection where the inclined line U intersects the head surface. Reference numeral G denotes a head center of gravity, and K denotes a normal line drawn from the head center of gravity G to the face surface F. The intersection of the normal line K and the face surface F is displayed as a sweet spot point SS.
[0024]
The face surface F has a surface area of 3000 to 5500 mm while satisfying the requirements of the face height h and face width W.2, More preferably 3500-5000 mm2Is desirable. The surface area is 3000mm2Less than or 5500mm2If it is larger than the above range, the shape of the face surface becomes distorted, and it tends to be difficult to improve the resilience performance and durability performance in a balanced manner.
[0025]
Further, as shown in FIG. 3, the base portion 7 includes a face center FC at which the intermediate positions P3 and P2 of the face height h and the face width W intersect, and has a thickness Tc of 2.5 to 2.9 mm. A central thick portion 7a and a peripheral thin portion 7b having an annular shape surrounding the central thick portion 7a and a thickness Te of 1.9 to 2.3 mm are included. 3 and 6, in the vertical cross section VP2 passing through the face center FC, the length Lc1 of the central thick portion 7a is 10 to 30 mm and the length Le1 of the peripheral thin portion 7b is the base portion 7. Further, as shown in FIG. 7, in the horizontal section HP2 passing through the face center FC, the length Lc2 of the central thick portion 7a is 30 to 60 mm and the length of the peripheral thin portion 7b. The length Le2 is set to 3 to 20 mm from the edge 7e of the base portion 7. FIG. 8 is a graph showing the thickness of the base portion 7 in the vertical cross section, where the horizontal axis indicates the position in the height direction with respect to the face center FC, and the vertical axis indicates the thickness of the base portion. Similarly, FIG. 9 shows a graph showing the thickness of the base in the horizontal section.
[0026]
In the present invention, the size of the face surface F is limited as described above, and various experiments are attempted on the basis of the shape of the limited face surface F, and the resilience performance and durability can be improved in a balanced manner. The optimum thickness distribution has been found. That is, since the central thick part 7a is a part that frequently collides with the ball, it is necessary to maintain a sufficient strength. For this reason, it is important to have a predetermined thickness and a predetermined region. It becomes. On the other hand, if the thickness of the central thick portion 7a is too large and the area occupied by the central thick portion 7a is too large, the resilience performance is deteriorated and it is difficult to improve the flight distance of the hit ball.
[0027]
Therefore, in the present invention, the thickness Tc1 of the central thick portion 7a is set to 2.5 to 2.9 mm, and more preferably set to 2.6 to 2.8 mm. If it is less than 2.5 mm, the durability performance is insufficient, and if it exceeds 2.9 mm, the resilience performance deteriorates. Although the central thick part 7a of this example shows what was formed by substantially constant thickness, thickness can also be changed in the said numerical range. When the thickness of the base portion 7 is measured, it is performed in a portion without the face groove.
[0028]
Further, in this example, as shown in FIG. 3, the central thick portion 7a has a horizontally long oval shape along the shape of the face surface F, and needs to have a length Lc1 of 10 to 30 mm in the vertical section. It is necessary that the horizontal section has a length Lc2 of 30 to 60 mm. If the length Lc1 of the central thick part 7a is less than 10 mm or the length Lc2 is less than 30 mm, the strength of the base part 7 is difficult to obtain, and there is a tendency that satisfactory durability performance cannot be obtained. If the length Lc1 is greater than 30 mm or the length Lc2 is greater than 60 mm, the rigidity of the base portion becomes so large that the resilience performance cannot be improved. The length Lc1 is preferably 10 to 24 mm, more preferably 14 to 24 mm. The length Lc2 is preferably 40 to 60 mm. Although not particularly limited, the ratio (Lc1 / Lc2) of the lengths Lc1 and Lc2 of the central thick part 7a is 0.25 to 0.60, more preferably about 0.35 to 0.50. Is desirable.
[0029]
Further, since the peripheral thin portion 7b has less chance of directly colliding with the ball, it can be made thinner than the central thick portion 7a, and the base 7 is sufficiently bent at the time of hitting to improve the resilience performance. From such a viewpoint, it is necessary for the peripheral thin portion 7b to set the thickness Te to 1.9 to 2.3 mm, but it is more preferable to set the thickness Te to 1.9 to 2.1 mm. desirable. If the thickness is less than 1.9 mm, the durability performance is deteriorated although the resilience performance is excellent. Conversely, if the thickness exceeds 2.3 mm, the peripheral thin portion 7b becomes difficult to bend, and improvement in the resilience performance cannot be expected. In this example, the peripheral thin portion 7b is formed with a substantially constant thickness, but it can be configured so as to vary within the above numerical range.
[0030]
Further, since the peripheral thin portion 7b is small in thickness, if the area is increased, the durability tends to be impaired, and conversely, even if it is too small, it is difficult to sufficiently bend the head when hitting and the resilience performance is improved. It becomes difficult. From this point of view, the length Le1 of the peripheral thin wall portion 7b in the vertical cross section is 3 to 10 mm from the end edge 7e of the base portion 7 (the length from the end edge 7e is 3 to 10 mm, hereinafter the same meaning) In addition, in the horizontal section, the length Le2 of the peripheral thin portion 7b is set to 3 to 20 mm from the end edge 7e of the base portion 7.
[0031]
When the length Le1 or Le2 of the peripheral thin wall portion 7b is less than 3 mm, the amount of bending of the base portion 7 is reduced and improvement in resilience performance cannot be expected. Conversely, when the length Le1 is greater than 10 mm, Or when the said length Le2 is larger than 20 mm, there exists a tendency for the durable performance of the base part 7 to fall. More preferably, the length Le1 of the peripheral thin portion 7b is 5 to 10 mm. Further, the length Le2 of the peripheral thin portion 7b is more preferably 5 to 20 mm, and further preferably 10 to 20 mm.
[0032]
The length Le1 of the peripheral thin portion 7b may be the same on the crown portion side and the sole portion side, or may be different. In general, the rigidity on the crown side is lower than that on the sole side. Therefore, by changing the length Le1 of the peripheral thin portion 7b between the crown portion side and the sole portion side, the rigidity can be controlled, and the deformation of the face portion at the time of hitting can be improved with a better balance.
[0033]
Similarly, the length Le2 of the peripheral thin portion 7b may be the same on the toe side and the heel side, or may be different. Generally, the toe side is less rigid than the heel side. Accordingly, by making the length Le2 of the peripheral thin portion 7b different between the toe side and the heel side, the rigidity can be controlled, and the deformation of the face portion at the time of hitting can be improved with a better balance.
[0034]
In addition, the edge 7e of the base 7 in each of the cross sections, as shown in an enlarged view in FIG. 11, is the base 7 and the extension 9 on the inner surface facing the hollow part i of the head 1 (in FIG. 11, the extension 9a on the crown side). ) Is defined as the end point X2 of the joint arc R that smoothly connects the end point X1 on the extension 9 side and the end point X2 on the base side.
[0035]
The base portion 7 includes an annular thickness changing portion 7c between the central thick portion 7a and the peripheral thin portion 7b. The annular thickness changing portion 7c has a thickness that gradually and continuously decreases toward the peripheral edge E of the face surface F. Including. In this way, by smoothly changing the thickness between the central thick part 7a and the peripheral thin part 7b, it is possible to prevent the occurrence of a rigidity step and to suppress the stress concentration at the time of hitting, and to further improve the durability of the face part 2. Can improve the performance. In addition, in FIG. 10, the contour map which shows the change of the thickness of the base 7 is shown for reference. The thickness of each part is obtained by performing an approximation process using a weighted least square method.
[0036]
The head having the above-described configuration can improve the resilience performance and improve the flight distance of the hit ball without impairing the durability performance by limiting the thickness of the face portion 2 in various ways. More specifically, the coefficient of restitution can be increased to 0.830 or more, more preferably 0.840 or more, and even more preferably about 0.860 to 0.870.
[0037]
Further, the inventors have further researched and found that the effect can be further enhanced by adopting a specific processing method for the face member 1A. Specifically, the face member 1A is made of Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe titanium alloy, hot forged at a temperature of 800 to 880 ° C., and then cooled at room temperature. It has been found that using a forged product is effective.
[0038]
The face member 1A made of such a hot forged product can have a denser crystal structure and higher strength than a cast product, and can increase the surface hardness. This makes it difficult to generate initial cracks such as fine cracks, which are the main causes of deterioration of the durability performance of the face surface, and this can greatly improve the durability performance.
[0039]
The reason why Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe, which is one of α + β type titanium alloys, was adopted as the titanium alloy is that this material best meets the object of the present invention. That is, when α-type titanium, for example, pure titanium, is employed, it is difficult to form the face member 1A that has a small tensile strength and can withstand the impact force upon hitting. Also, when β-type titanium is used, when forging a complex-shaped face member 1A integrally having an extension 9 as in this example, it must be processed after being held at a relatively high temperature for a certain period of time. In this case, there is a problem that the crystal grains become coarse and acicular, and the strength, toughness, and fatigue strength tend to decrease. Examples of the α + β type titanium alloy include Ti-6Al-4V (6-4 titanium), Ti-3Al-2.5V, etc. The former generally has poor workability, and the face member 1A having a complicated shape is generally used. In the case of forging, it is necessary to heat to 900 ° C. or higher, which increases the cost during processing and facilitates surface oxidation, and this oxide layer is liable to cause fatigue cracks. Is better than Ti-6Al-4V, but is not preferable because the absolute strength of the material itself is insufficient.
[0040]
Moreover, the temperature of the said hot forging means the temperature of material itself at the time of forging. Moreover, when the temperature at the time of this hot forging becomes lower than 800 ° C., the plastic workability of Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe is lowered, so that the fatigue of the mold or the like is large and the productivity tends to deteriorate. On the other hand, if the temperature during hot forging is higher than 880 ° C., surface oxidation during forging becomes remarkable and durability deteriorates. Further, since the β transformation point of the titanium alloy is about 890 ° C., when the processing is performed at a temperature higher than this, the entire crystal structure is transformed into the β phase, and then needle-like α crystals are precipitated in the β crystal by cooling. To do. Since the β crystal is 50 times larger than the pro-eutectoid α crystal, the cracks are more likely to propagate, the fatigue characteristics deteriorate, the material hardness increases excessively, and the face becomes brittle and prone to cracking. The strength of the member 1A is likely to be insufficient, and the intended purpose of the present invention cannot be achieved. From such a viewpoint, the temperature during the hot forging is preferably 800 to 850 ° C, more preferably 820 to 830 ° C.
[0041]
In hot forging, the face member 1A is obtained by heating the massive titanium alloy material such as a plate material or a round bar to the above temperature and hitting or pressing it with a hammer or a press die. As described above, the face member 1A processed by forging is preferable in that a dense crystal structure can be obtained as compared with casting, the strength of the material can be improved, and the material is accompanied by a large plastic deformation. Therefore, the U-shaped or substantially bowl-shaped face member 1A can be easily formed using such large plastic deformation. In particular, in the case of hot forging in which the titanium alloy is heated to the temperature and processed, the ductility of the material is further improved, which further helps to improve the workability. Forming methods in forging include, for example, various types such as free forging, die forging (including open die, closed die or semi-closed die), high speed forging or isothermal forging, and cause compression plastic deformation of the material. Any appropriate one can be used. Preferably, it is desirable to use a closed die forging method in which an oxide film (scale) is unlikely to be formed on the surface of the shaped material obtained by forging.
[0042]
The face member 1A needs to be cooled at room temperature after being formed by the hot forging. The room temperature means a temperature range of 0 to 100 ° C., more preferably 10 to 50 ° C. After hot forging, the face member 1A is taken out from the processing furnace and air-cooled (naturally left) in the temperature atmosphere. In addition, hot forging is performed in a high-temperature processing furnace, and in the past, it was allowed to stand and gradually cool in the furnace, but this method has a long aging effect because the material is held at a high temperature. It is not preferable because the material hardness is large and the hitting feeling tends to deteriorate. In addition, although rapid cooling such as water cooling is conceivable, this method has a problem that residual stress during hot forging increases and distortion is likely to occur during welding, resulting in unstable shape. It is also preferable to apply an appropriate means for preventing surface oxidation during air cooling.
[0043]
  Also,In the present inventionThen, hot forging is performed at the above temperature, and then air cooling is performed at room temperature, and after cooling, hot forging is performed again at a temperature of 800 to 880 ° C. and natural cooling is performed at room temperature, that is, two cycles of processing. TheDo.In order to process a complicated shape and thickness with high accuracy, dimensional accuracy can be further improved by processing in such two cycles. In addition, when considering mass productivity, good and bad by controlling the shape and thickness affects the man-hours in the post-process after forging, but in two cycles the man-hours in this post-process can be reduced, resulting in machining This is preferable in terms of time reduction and accuracy improvement.
[0044]
  The embodiment of the present invention has been described above.ButThe length can be different between the extension 9a on the round side and the extension 9b on the sole side.
[0045]
【Example】
In order to confirm the effect of the present invention, a wood type golf club head (# 1: driver) according to the specifications shown in Table 1 was prototyped and various tests were performed. For the face member, Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe (hereinafter referred to as SP700; α + β type titanium alloy manufactured by Nippon Steel Pipe Co., Ltd. and having a β transformation point of 890 ° C.) and Ti-6Al— 4V (β transformation point 990 ° C.) was used. The processing conditions were as shown in Table 1. The head main body was unified to Ti-6Al-4V, and the face member was welded thereto by TIG welding. The test method is as follows.
[0046]
<Durability test 1>
Each sample head is fitted with the same shaft made of FRP to produce a wood-type golf club, and the club is attached to a swing robot and adjusted so that the head speed is 51 m / s. Each club was hit with 3000 balls, and the number of hit balls when the face portion was damaged was examined. Those that were not damaged were evaluated as “OK”.
[0047]
<Endurance test 2>
The head speed was set to 54 m / s, and a test similar to the above was performed.
[0048]
<Restitution coefficient>
U.S. S. G. A. The procedure for Measureing the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Revision 2 (February 8, 1999). The larger the value, the better the resilience performance.
Table 1 shows the test results.
[0049]
[Table 1]
Figure 0004087590
Figure 0004087590
[0050]
As a result of the test, it was confirmed that the examples had good results in strength, resilience performance, and feeling compared to the comparative examples. In particular, in Examples 7 and 8 in which hot forging and air cooling were repeated on the second floor, it was confirmed that very high durability performance and a coefficient of restitution were realized.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, in the inventions according to claims 1 to 3, the width and height of the face surface are limited, and the thickness distribution of the central thick part including the center of the face and the peripheral thin part on the outside thereof is tested. As a result, the rebound performance can be improved without impairing the durability performance.
[0052]
  In the invention of claim 1,By using a specific titanium alloy for the face member and limiting its processing method, the coefficient of restitution and the durability can be further improved in a balanced manner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a head showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view thereof.
FIG. 3 is a front view of the head in a reference state.
FIG. 4 is a plan view thereof.
FIGS. 5A to 5C are diagrams illustrating the periphery of the face surface.
FIG. 6 is a vertical sectional view passing through the center of the face of the head.
FIG. 7 is a horizontal sectional view passing through the center of the face of the head.
FIG. 8 is a graph showing the thickness of the base in a vertical cross section.
FIG. 9 is a graph showing the thickness of the base in a horizontal section.
FIG. 10 is a contour-line approximation of the thickness of the base.
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view illustrating an edge of a base portion.
[Explanation of symbols]
1 Wood type golf club head
1A Face member
1B Head body
2 Face part
3 Crown
4 Sole part
5 Side part
6 neck
7 base
9 Extension
9a Crown side extension
9b Sole side extension
9c Toe side extension
9d Heel extension
F Face side

Claims (4)

ボールを打球するフェース面を有するフェース部材と、このフェース部材を固着しかつシャフトが装着されるネック部を一体に具えしかもロストワックス精密鋳造法によって一体成形されるヘッド本体とからなる2ピース構造のゴルフクラブヘッドであって、
前記フェース部材は、前記フェース面を形成する基部と、この基部の裏面からヘッド後方にのびる延長部とを有する椀状をなし、
前記延長部は、クラウン部の一部を形成するクラウン部側の延長部と、ソール部の一部を形成するソール部側の延長部と、サイド部のトウ側部分の一部を形成するトウ側の延長部と、前記サイド部5のヒール側部分の一部を形成するヒール側の延長部とを含むとともに
前記クラウン部側の延長部は前記ヘッド本体の前記ネック部が嵌まり合う凹部を具え
かつ規定のライ角、フェース角で水平面に載置した基準状態において、前記フェース面の垂直方向の最大長さであるフェース高さが40〜60mm、かつ前記フェース面の水平方向の最大長さであるフェース巾が70〜110mmであり、
しかも前記基部は、前記フェース高さ及びフェース巾の各中間位置が交差するフェース中心を含みかつ厚さが2.5〜2.9mmである中央厚肉部と、この中央厚肉部を囲む環状をなしかつ厚さが1.9〜2.3mmである周辺薄肉部とを含むとともに、
前記フェース中心を通る垂直断面において、前記中央厚肉部の長さが10〜30mmかつ前記周辺薄肉部の長さが基部の端縁から3〜10mmであり、
しかも前記フェース中心を通る水平断面において、前記中央厚肉部の長さが30〜60mmかつ前記周辺薄肉部の長さが基部の端縁から3〜20mm、
しかも前記フェース部材が、Ti−4.5Al−3V−2Mo−2Feからなり、かつ800〜880℃の温度で熱間鍛造された後、0〜100℃の温度範囲の雰囲気中で冷却された熱間鍛造品からなることにより前記基部と延長部とが一体に構成されるとともに、
前記冷却された熱間鍛造品を、再び800〜880℃の温度で熱間鍛造を行いかつ0〜100℃の温度範囲の雰囲気中で冷却する2サイクル加工を行うことを特徴とするウッド型ゴルフクラブヘッド。
A face member having a face surface for hitting the ball, two-piece structure ing from a head body which is integrally molded by the face member fixed to and comprises integrally a neck portion in which the shaft is mounted Moreover Precision Casting Method Golf club head,
The face member has a hook shape having a base part that forms the face surface and an extension part that extends from the back surface of the base part to the rear of the head,
The extension includes a crown-side extension that forms part of the crown, a sole-side extension that forms part of the sole, and a toe that forms part of the toe-side part of the side. A side extension and a heel side extension that forms part of the heel side portion of the side portion 5 ;
The extension part on the crown part side includes a recess in which the neck part of the head body fits ,
In a reference state in which the lie angle and face angle are set on a horizontal plane, the face height, which is the maximum vertical length of the face surface, is 40 to 60 mm, and the horizontal maximum length of the face surface is A certain face width is 70 to 110 mm,
In addition, the base portion includes a center thick portion including a face center at which the intermediate positions of the face height and face width intersect and a thickness of 2.5 to 2.9 mm, and an annular shape surrounding the center thick portion. And a peripheral thin wall portion having a thickness of 1.9 to 2.3 mm,
In the vertical cross section passing through the center of the face, the length of the central thick part is 10 to 30 mm, and the length of the peripheral thin part is 3 to 10 mm from the edge of the base,
Moreover, in a horizontal cross section passing through the center of the face, the length of the central thick part is 30 to 60 mm, and the length of the peripheral thin part is 3 to 20 mm from the edge of the base,
Thermal Moreover the face member is made of a Ti-4.5Al-3V-2Mo- 2Fe, and after being hot-forged at a temperature of eight hundred to eight hundred eighty ° C., cooled in an atmosphere of a temperature range of 0 to 100 ° C. The base portion and the extension portion are configured integrally by being made of a forged product,
Wood-type golf, wherein the cooled hot forged product is hot-forged again at a temperature of 800 to 880 ° C. and is subjected to two-cycle processing in which it is cooled in an atmosphere in a temperature range of 0 to 100 ° C. Club head.
前記中央厚肉部の厚さが2.6〜2.8mmかつ前記周辺薄肉部の厚さが1.9〜2.1mmからなるとともに、
前記垂直断面において、中央厚肉部の長さが10〜24mmかつ周辺薄肉部の長さが基部の端縁から5〜10mm であることを特徴とする請求項1に記載のゴルフクラブヘッド。
The central thick part has a thickness of 2.6 to 2.8 mm and the peripheral thin part has a thickness of 1.9 to 2.1 mm.
2. The golf club head according to claim 1, wherein, in the vertical cross section, the length of the central thick portion is 10 to 24 mm and the length of the peripheral thin portion is 5 to 10 mm from the edge of the base portion.
前記水平断面において、中央厚肉部の長さが40〜60 mm かつ周辺薄肉部の長さが基部の端縁から5〜20 mm であることを特徴とする請求項1又は2に記載のウッド型ゴルフクラブヘッド。The wood according to claim 1 or 2, wherein, in the horizontal section, the length of the central thick part is 40 to 60 mm and the length of the peripheral thin part is 5 to 20 mm from the edge of the base part. Type golf club head. 反発係数が0.840以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のウッド型ゴルフクラブヘッド。 4. The wood type golf club head according to claim 1, wherein the coefficient of restitution is 0.840 or more .
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